Les types de bombes
Sans vouloir dévoiler les « secrets de la bombe », on peut donner les deux grands principes de physique nucléaire qui sont à la base de la fabrication des armes nucléaires.
La bombe à fission ou bombe A
Le principe de la bombe à fission consiste à faire casser le noyau des atomes par un flux de neutrons. Pour cela, les physiciens militaires utilisent des atomes « lourds ». Ceux qui conviennent le mieux sont le plutonium-239 et l’uranium-235.
Le flux de neutrons casse le noyau de l’uranium ou du plutonium et il en résulte la création de deux fragments moins lourds et l’éjection d’autres neutrons qui vont aller casser les noyaux des atomes voisins. C’est la « réaction en chaîne » qui se déclenche et le tout produit, en quelques micro secondes, une formidable énergie.
Pour que cette réaction en chaîne se mette en marche, il faut créer d’importantes conditions de pression pour constituer ce qu’on appelle la « masse critique » liée à la quantité de matière nucléaire. Lorsque la masse critique est atteinte, la réaction en chaîne s’enclenche. Pour éviter une explosion spontanée, les techniciens de la bombe conçoivent un engin où deux volumes de matière nucléaire « sous-critiques » sont séparés puis violemment réunis pour constituer cette masse critique. C’est le principe de la bombe A, pour « bombe atomique ».
Les bombes d’Hiroshima et de Nagasaki étaient fabriquées selon ces principes mais avec deux modèles différents.
Schéma de la bombe d’Hiroshima
A Hiroshima, les ingénieurs militaires américains expérimentèrent la bombe « Little Boy ». C’était un engin à l’uranium où la masse critique a été obtenue en précipitant violemment les deux volumes d’uranium sous-critiques et provoquant ainsi une réaction en chaîne de fission.
Schéma de la bombe de Nagasaki
A Nagasaki, les ingénieurs américains expérimentèrent un autre modèle de bombe au plutonium. Elle portait le nom de « Fat man ». Cet engin sphérique est dit à implosion, c'est-à-dire que la masse critique et la réaction en chaîne de fission sont obtenues en compressant le plutonium violemment avec des explosifs chimiques. Pour « optimiser » la réaction en chaîne on entoure la masse de plutonium d’une enveloppe d’uranium et de béryllium qui concentrent et même augmentent la quantité de neutrons éjectés par la réaction en chaîne.
Les premières bombes atomiques françaises au Sahara (1960-1966) et les premières bombes à Moruroa et Fangataufa, jusqu’au 24 août 1968 ont été conçues selon ces deux modèles.
En plus de leurs effets destructeurs, ces bombes A sont dites très « sales ». En effet, l’explosion d’une bombe A éjecte toutes sortes d’éléments qui sont eux-mêmes radioactifs et rend radioactive une grande partie de l’environnement qui est touché par l’explosion (air, eau, sols, métaux, bois, produits végétaux, animaux…). Tout cela se répand dans l’environnement et est transféré à des distances ou des hauteurs considérables par les vents, les courants marins…
Autour du lieu d’explosion, appelé « point zéro », le nuage (champignon) laisse retomber assez rapidement les éléments radioactifs lourds qui n’ont pas été « consommés » dans l’explosion et notamment le plutonium. Ainsi, à Moruroa et Fangataufa, les lieux où l’on trouve la plus grande quantité de plutonium provenant des essais aériens sont les zones des lagons, en face des blockhaus Denise, Dindon et Frégate où se trouvaient les « points zéro ».
La bombe à fusion ou bombe H
Au lieu de casser les noyaux des atomes lourds, le principe de la bombe à fusion consiste à faire fusionner les noyaux de deux atomes légers. Les physiciens militaires utilisent pour cela des « isotopes » de l’hydrogène (d’où le nom de bombe H), et notamment du tritium (H-3) et du deutérium (H-2). La fusion entre les noyaux de ces atomes légers (et la réaction en chaîne qui suit) produit une énergie encore plus puissante que la bombe à fission.
En théorie (voir l’animation), la fusion produit aussi, en plus de l’énergie, de l’hélium qui est un gaz non radioactif et éjecte un neutron. Les scientifiques militaires affirmaient qu’avec la bombe H, on aurait donc une « bombe propre », certes destructrice mais qui ne répandrait pas dans l’environnement des éléments radioactifs contaminant.
Mais ils ont dû déchanter car, pour provoquer la fusion des noyaux de tritium-deutérium, il fallait de telles conditions de chaleur et de pression que seule une bombe A à fission permettait de produire. En 2008, toutes les bombe H, dites aussi « thermonucléaires » parce qu’elle produisent une chaleur considérable, disposent d’une « amorce » qui est une bombe A. Donc, là aussi, selon les règles de la physique des bombes, il n’y a pas de « bombe propre » !
Bombe H moderne